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集线器与交换机的对比实验

计算机科学与技术学院计算机网络实验实验报告

实验项目集线器与交换机的对比实验实验日期2016/4/22

一实验目的

1.1了解集线器和交换机的如何转发数据。

1.2理解冲突域和广播域的概念。

1.3对比单播以太网帧和广播以太网帧的目标MAC地址。

二实验原理

2.1冲突域与广播域

冲突域：在该域内某一时刻只能有一个站点发送数据，如果两个站点同时发送数据会引起

冲突，则这两个站点处于同一个冲突域内。

广播域：在以太网中，能够接收到任意站点发送的广播帧的所有站点的集合称为一个广播

域。

2.2集线器和交换机

集线器和交换机都是为了扩大以太网覆盖范围而使用的连接设备，但二者的工作原理存在

很大差异。

集线器工作在OSI体系结构的物理层。集线器的主要功能是对接收到的信号进行放大、转

发，从而扩展以太网的覆盖范围。由于物理层传输的信号是无结构的，因此集线器无法识别接

收方，只能将从一个端口接收到信号放大后复制到所有其他端口，即向与该集线器连接的所有

站点转发。

交换机工作在OSI参考模型的第二层数据链路层。交换机使用以太网帧中的MAC地址进

行数据帧转发，从而有效地过滤数据帧。交换机可以在多个端口对之间同时建立多条并发连接，

使得与不同端口连接站点同时发送数据时，各连接线路彼此互不影响。

三实验要求

3.1拓扑图

该实验用到4个拓扑图。其中拓扑图1和拓扑图2是以集线器为中心的共享式以太网；拓

扑图3和拓扑图4是以交换机为中心的交换式以太网。其中拓扑图1和拓扑图2主要用于观察

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事件。单击AddSimplePDU(添加简单PDU)按钮，在拓扑图中添加PC0向PC2发送的数

据包。单击AutoCapture/Play(自动捕获/执行)按钮，捕获数据包。

现象：PC0发送单播包到集线器1，通过集线器发给PC1、PC2、PC3，但只有PC2成功

接收，PC2通过集线器发单播包PC0、PC1、PC3，只有PC0接收。

4.1.3观察交换机对单播包的处理

进入Simulation（模拟）模式。设置EventListFilters（事件列表过滤器）只显示ICMP

事件。单击AddSimplePDU(添加简单PDU)按钮，在拓扑图中添加PC6向PC8发送的数据包。

单击AutoCapture/Play(自动捕获/执行)按钮，捕获数据包。

现象：PC6发送单播包到交换机1，交换机将其发送给PC8，PC8接收单播包，然后PC8

经交换机单播包返回PC6，结束执行。

经过步骤3,4现象的对比，得出集线器工作在物理层，接收到单播包时向所有端口转发；

交换机工作在数据链路层，依据目标MAC地址转发数据帧，所以接收到单播包时仅向目标节

点所连接的端口转发数据帧。

4.1.4观察集线器对广播包的处理

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单击窗口下方Delete按钮，删除任务一产生的场景。

单击AddComplexPDU（添加复杂PDU）按钮，单击PC0，在弹出的对话框中设置参数：

（如下图）。然后单击该对话框下方的CreatePDU按钮，创建数据包。

单击（捕获/执行）按钮，数据包到达集线器，再次单击（捕获/执行），集线器向与源站点

PC0在同一广播